Властивості нафти та нафтопродуктів, що зумовлюють їх вплив на довкілля
Нафта- це рідка корисна копалина. Залягає вона під землею на великій глибині в пористих чи тріщинуватих гірських породах. Обов'язковими супутниками нафти є газ та порові води.
Утворення нафти пов'язані з розкладанням древніх органічних залишків, переважно рослинних. Вперше ідея про рослинне походження нафти була висловлена М. В. Ломоносовим.
Як природна хімічна речовина нафта - це розчин органічних сполук складного складу. У складі нафти виявлено понад 450 різних речовин, переважно це парафінові, нафтенові, ароматичні вуглеводні. У вуглеводнях розчинені високомолекулярні смолисто-асфальтенові речовини та низькомолекулярні органічні речовини. У нафті містяться і неорганічні речовини: вода, солі, сірководень, сполуки металів та неметалів. Елементний склад нафти: С, Н, S, N, макро- та мікроелементи.
Співвідношення компонентів, що входять до нафти, визначає її склад, тип, фізичні властивості. Нафта в природі різноманітна за фазовим станом, за хімічним складом, за зовнішнім виглядом, за хімічними та фізичними властивостями. За фізичним станом - це масляниста рідина. На вигляд відрізняється по кольору (від майже безбарвної до темно-коричневої) і в'язкості (від рухомої до густої). На всі властивості нафти впливає її питома вага, що варіює від 0,80 до 0,95. Нафти з великою питомою вагою (до 1,04) рідкісні.
До складу нафти входять такі групи вуглеводнів: аліфатичні (метанові), циклічні насичені (нафтенові), циклічні ненасичені (ароматичні). Є також змішані (гібридні) вуглеводні: метано-нафтенові, нафтеново-ароматичні.
Метанові вуглеводні. Нафти з переважанням метанових вуглеводнів відносяться дометанового типу. Серед метанових вуглеводнів є газоподібні, рідкі та тверді. Газоподібні (метан, етан, бутан та ін) розчинені в рідких вуглеводнях і виділяються при зміні тиску. Тверді високомолекулярні вуглеводні (парафіни) також знаходяться у розчиненому стані. Серед метанових різновидів нафти виділяються високопарафіністі (парафіну понад 6%), парафіністі (1,5-6%), малопарафіністі (менше 1,5%).
Нафтенові вуглеводні. Нафтенові вуглеводні присутні у всіх типах нафти, але нафти з величезним переважанням цих вуглеводнів зустрічаються дуже рідко.
Ароматичні вуглеводні. Серед ароматичних вуглеводнів розрізняють низько та високомолекулярні. Як правило, переважають низькомолекулярні структури (бензол, толуол, ксилол, нафталін). У підлеглому положенні - гомологи 3-6-кільчастих вуглеводнів (ПАУ). У деяких різновидах нафти містяться у значних кількостях 3,4 бенз(а)пірен та інші канцерогенні вуглеводні.
Смолиста нафта не містить, як правило, твердих парафінів, а високопарафінова нафта - помітної кількості смолисто-асфальтенових речовин. Нафтенова нафта містить мінімальну кількість і тих, і інших.
Нафта поділяється на фракції за температурою кипіння сумішей різних вуглеводнів.
Важлива властивість нафти – розчинність у воді. Вона залежить від властивостей нафти та температури. Розчинність вуглеводнів у воді знижується від низько до високомолекулярних. Нафтопродукти при кімнатній та нижчих температурах у воді практично не розчиняються.
У літературі використовують два визначення поняття нафтопродукти — технічне та аналітичне. У технічному розумінні нафтопродукти - це товарні сирі нафти, що пройшли первинну підготовку на промислі, та продуктипромислової переробки нафти, які у різних видах господарську діяльність. З нафти отримують кілька тисяч різних нафтопродуктів: авіаційні та автомобільні бензини, реактивні, тракторні, освітлювальні гаси, дизельне паливо, мазути, розчинники, мастила, гудрони, нафтові бітуми та інші нафтопродукти (парафін, нафтовий кокс, присадки, нафтові кислоти). ). Нафтопродукти складаються з тих самих компонентів сирої нафти, відокремлених один від одного та отриманих шляхом термокаталітичних хімічних реакцій.
Важливо розрізняти серед нафтопродуктів насамперед дві групи: мають легкий склад (бензин, гас, дизельне паливо, конденсат) і важкий склад (мазут, мастила, бітуми). Більш дробове розподіл на групи нафтопродуктів таке: а) палива (бензин, лігроїн, гас, реактивне, дизельне, котельні, газотурбінне паливо); б) нафтові олії, парафіни, церуїни, вазеліни; в) освітлювальні (гас); г) розчинники; д) інші (кокс, сажа, мастила, органічні кислоти).
Палива, наприклад, це рідкі вуглеводні. Вони різняться за температурою кипіння: початок кипіння 200 ° - бензини (авіаційні, автомобільні палива), 200-300 ° гасу, лігроїни (тракторні, реактивні палива, більше 300 ° - мазути, газойлі (котельні, газотурбінні палива).
Нафтові бітуми, навпаки, це тверді продукти. Вони використовуються в будівництві, при виробництві ізоляції, гуми.
Парафіни, церезини - тверді вуглеводні, що знаходять застосування в нафтохімії, харчовій промисловості, медицині.
Олії - в'язкі нафтопродукти, що складаються з високомолекулярних вуглеводнів. Застосовуються для мастил, гідропередач, ізоляцій.
На цій підставі з'явилося аналітичне розуміння терміна «нафтопродукти», згідноякому відповідно до ГОСТ 17.1.4.01-80 до нафтопродуктів відносять усі неполярні та малополярні органічні речовини, розчинні у гексані. Під це визначення потрапляють практично всі палива, розчинники та мастила, але не потрапляють важкі смоли та асфальтени, що є постійними компонентами нафти та бітумів, ряд інших нафтопродуктів, а також речовини, що утворюються з нафтопродуктів при тривалому знаходженні їх у ґрунтах внаслідок мікробіологічних та фізико -хімічних процесів
Нафта і нафтопродукти та інші, близькі до них сполуки, що знаходяться в природному середовищі, ще мають збірну назву «бітумінозні речовини». Суму бітумінозних речовин, вилучених із природних об'єктів органічними розчинниками, називають бітумоїдами. Розчини бітумоїдів мають здатність люмінесцувати в ультрафіолетових променях. Цю властивість використовують для діагностики забруднення у ґрунтах.
Самі нафта та нафтопродукти добре розчиняють різні неорганічні та органічні сполуки.